本发明涉及物料分离领域，具体涉及一种多相混合物料的分相收集装置和分相收集方法及其应用。所述分相收集装置包括通过控速部件连接的收集系统和分相系统，其中，所述收集系统包括：罐体、第一气相出口、进料口以及第一液相出口，该第一液相出口与所述控速部件通过第一关断部件连通；所述分相系统包括：与所述控速部件连通的第二关断部件，该第二关断部件还与第二气相收集器和第二液固相收集器分别连通，所述第二液固相收集器与所述第二关断部件之间还依次设置有观察视窗和截断部件。本发明能够完整收集所有液相样品并且能确保无样品损失，保障后续数据分析的准确性和可信度，同时避免产生环境污染、系统压力波动等一系列问题。